可植入納米發電機?你沒聽錯!
材料牛注:一直以來,電池供能有限,限制了體內醫療裝置服役時間。那么,如何讓植入型生物設備長久服役呢?國家納米科學中心和北京航空航天大學的研究工作者研制的納米發電機讓問題得到了完美的解答。
科學家多年來一直致力于開發體內使用的裝置,有些已經成功應用于醫療----起搏器就是很好的例子。然而, 這些裝置卻因為耗電無法在體內運行而陷入瓶頸。植入設備的電池電量總會耗盡,也就是說病人必須通過手術重新植入,而這一過程可能導致感染。因此更好的思路就是讓植入的裝置利用體內的能源,比如體熱或者血液的流動能。
來自我國國家納米科學中心和北京航空航天大學的研究工作者,開發了一種可生物降解的摩擦納米發電機,只要對這個可植入的“袖珍版”發電機稍加調整,其將可應用到各個領域。該裝置利用摩擦產生電能,其基本原理是通過兩種材料互相接觸然后分離產生靜電。
新裝置包括兩片多層材料,其中一層是平膜外層, 另一片是外部有突出小枝的納米層,兩層材料在接觸和脫離的過程中產生極少量的電能。各層由降解高分子材料隔開,隨著人體的移動導致兩片層的接觸再分離,不停往復地產生電能。
通過測試表明,該裝置能夠產生電密度為32.6 毫瓦每平方米的電能, 足以供神經沖動裝置引導神經元生長. 該團隊強調其裝置不僅生物可降解而且可調整為一定時間內后自毀,這為新一代體內裝置打下很好的基礎。他們還表示類似的裝置可通過利用呼吸和心跳的能量而工作。
相關文章已發表到Science Advances 。
新聞來源:New type of bioegradable nanogenerator for use inside the body does not need external power source
文章由編輯部新銳作者謝鵬超編譯,孔祥彬審核,感謝劉萍提供素材。
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